文章题目：结构复杂的相工程使耐氢铝合金成为可能

第一作者：ShengyuJiang & 

Yuantao Xu&RuihongWang

通讯作者：Yuantao Xu & 

Gang Liu & Baptiste Gault

 & Jun Sun

通讯单位：西安交通大学&上海交通大学&马克斯普朗克可持续材料研究所&兰州大学&帝国理工学院

上线日期：2025-4-30

合金成分：基础合金：Al-6.0Mg，关键合金：Al-6.0Mg–0.3Sc，对照合金：Al-0.3Sc，wt%

合金类型：Al–Mg基沉淀强化铝合金

研究方向：抗氢脆设计｜结构复杂相｜纳米析出工程

性能测试：拉伸

加工参数：合金采用高纯原料熔炼后，经双辊连铸（Twin-roll casting）制备 5 mm 厚带材（浇注温度 690 °C，轧制速度 3.0 m·min⁻¹，Cu-Be 水冷）。随后进行两步热处理：第一步在 400 °C 保温 4 h 后水淬，析出高密度 Al3Sc 纳米颗粒；第二步在 250 °C 退火 36–72 h，诱导尺寸大于约 10 nm 的 Al3Sc 发生界面偏聚并异质转变，原位形成 Al3(Mg,Sc)2/Al3Sc 核–壳纳米相。通过控制析出尺寸与时效时间，实现强化与抗氢脆的最优协同

一段话：这项工作提出了一种全新的抗氢脆设计思路：不再依赖低密度的粗大金属间化合物，而是通过尺寸依赖的结构复杂相工程，在Al–Mg–Sc合金中构建高密度双纳米析出体系。两步热处理首先析出高密度、细小的相干Al3Sc纳米析出物用于强化；当Al3Sc长大到约 10 nm 以上并发生非相干转变时，其界面诱导 Mg 偏聚并异质形核形成具有 Samson 结构的 Al3(Mg,Sc)2 壳层相。该复杂晶体结构具有极高的氢溶解与俘获能力，而细小 Al3Sc 仍主导强化，从而在同一合金中实现高强度与高抗氢脆性的协同优化。该策略具有良好的成分普适性与工业放大潜力，为面向氢能体系的高强铝合金设计提供了新范式